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Chapitre 1 sur 8 · Seconde

Nombres et calculsLes ensembles de nombres

Reconnaître à quel ensemble appartient un nombre, utiliser les notations usuelles et éviter les erreurs les plus fréquentes.

01

Objectifs & prérequis

Objectifs du chapitre
  • Identifier l'ensemble auquel appartient un nombre
  • Utiliser les notations ℕ, ℤ, 𝔻, ℚ, ℝ
  • Connaître les inclusions ℕ ⊂ ℤ ⊂ 𝔻 ⊂ ℚ ⊂ ℝ
  • Maîtriser intervalles, inégalités, valeur absolue et puissances
02

Fiche de cours

01

Pourquoi classe-t-on les nombres ?

Tous les nombres n'ont pas les mêmes propriétés. On peut compter des objets avec 3, mais pas avec 3,5. On peut mesurer une longueur avec 2,7. Certaines longueurs, comme la diagonale d'un carré de côté 1, valent , qui n'est ni un entier ni un décimal. Pour éviter toute confusion, les mathématiciens regroupent les nombres dans différents ensembles.

02

Les entiers naturels ℕ

Les entiers naturels sont les nombres utilisés pour compter. Ils ne possèdent ni partie décimale ni signe négatif.

Exemple
  • 0 ; 1 ; 2 ; 15 ; 248
À retenir

Tous les entiers naturels sont positifs ou nuls.

03

Les entiers relatifs ℤ

Les entiers relatifs regroupent les entiers naturels et les entiers négatifs. Ils permettent de représenter des pertes, des températures négatives ou des altitudes sous le niveau de la mer.

Exemple
  • -8 ; -1 ; 0 ; 4 ; 29
04

Les nombres décimaux 𝔻

Un nombre décimal possède une écriture décimale finie.

Exemples
  • 2,4
  • -8,75
  • 13
  • 0,125
Erreur fréquente

n'est pas un décimal, car son écriture est infinie : 0,333333…

05

Les nombres rationnels ℚ

Un nombre rationnel peut toujours s'écrire sous la forme avec b ≠ 0. Tous les nombres décimaux sont donc rationnels.

Exemples
  • 4
  • 0,25
06

Les nombres réels ℝ

Les réels regroupent tous les nombres étudiés en Seconde : les rationnels et les irrationnels comme π ou .

Formule à retenir
ℕ ⊂ ℤ ⊂ 𝔻 ⊂ ℚ ⊂ ℝ
À retenir

Chaque ensemble contient le précédent.

07

Exemple : trouver le plus petit ensemble

Pour chaque nombre, on cherche le plus petit ensemble auquel il appartient.

Exemples
  • 7 appartient à ℕ
  • -4 appartient à ℤ
  • 2,75 appartient à 𝔻
  • appartient à ℚ
  • appartient à ℝ
Erreur fréquente

Erreurs classiques : penser que est décimal, croire que tous les rationnels sont décimaux, oublier que ℕ ⊂ ℤ.

08

Les intervalles

Un intervalle représente un ensemble de nombres compris entre deux bornes. Les crochets fermés incluent la borne, les crochets ouverts l'excluent.

Exemples
  • [2;8] : tous les nombres entre 2 et 8, bornes incluses
  • ]2;8[ : 2 et 8 exclus
09

Inégalités

Une inégalité compare deux nombres avec les symboles <, >, ≤, ≥.

Exemples
  • x>3 : x est strictement supérieur à 3
  • x≤ 7 : x est inférieur ou égal à 7
10

Valeur absolue

La valeur absolue d'un nombre correspond à sa distance à zéro. Elle est toujours positive.

Exemples
  • |5|=5
  • |-5|=5
11

Puissances

Une puissance est une multiplication répétée : = a × a × ... × a (n facteurs).
Formule à retenir
× =
Exemples
  • = 2 × 2 × 2 = 8
  • × = = 32
À retenir

À retenir : ℕ pour compter, ℤ entiers positifs et négatifs, 𝔻 écriture décimale finie, ℚ forme de fraction, ℝ tous les nombres de Seconde.

03

Méthode GUIZMATHS

La méthode en 4 étapes
Comment aborder « Nombres et calculs »
Étape 1
Choisir la bonne écriture

Fraction, décimal, puissance de 10 : adapte selon le calcul à faire.

Étape 2
Ordre des opérations

Parenthèses, puissances, × ÷, puis + −. Écris les étapes.

Étape 3
Valeur exacte ou approchée

Garde la forme exacte le plus longtemps possible, arrondis à la fin.

Étape 4
Contrôler

Estime un ordre de grandeur avant de valider le résultat de la calculatrice.

Astuce GUIZMATHS

Pour trouver le plus petit ensemble, demande-toi dans l'ordre :
est-ce un entier naturel ? sinon un entier ? sinon un décimal ? sinon une fraction ? sinon c'est un réel irrationnel.

Erreur fréquente

Attention aux signes, aux parenthèses, et vérifie toujours ton résultat avec un cas particulier.

À retenir

Refais les exemples seul·e dans 24 h : c'est le meilleur test de mémorisation.

05

Exercices

15 questions
Niveau 1Initiation
1. À quel ensemble appartient le nombre 7 ?
2. À quel ensemble appartient le nombre -3 ?
3. Calculer .
4. Calculer .
5. Donner |-8|.
Niveau 2Pratique
1. Écrire l'intervalle correspondant à x>5.
2. Écrire l'intervalle correspondant à 2≤ x≤ 10.
3. Calculer .
4. Calculer .
5. Donner |-12|.
Niveau 3Défi
1. Calculer × .
2. Calculer × .
3. Déterminer à quel ensemble appartient .
4. Résoudre x>-2 et écrire l'intervalle solution.
5. Exercice de synthèse sur les ensembles, intervalles et puissances.
06

Défi GUIZMATHS

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07

Corrigés

Les corrigés détaillés sont disponibles dans le mode entraînement (correction après 2 erreurs) et dans les PDFs téléchargeables ci-dessous.